Гомогенные факельные процессы в модели бурке – шумана с позиций теории вероятности

Евгений Васильевич Торопов, Людмила Ефимовна Лымбина

Аннотация


Для решения задачи определения температуры факела в рабочем пространстве теплотехнических агрегатов предложено рассчитывать изменение адиабатической энтальпии методами теории вероятностей (ТВ). Показано, что нормальная функция распределения топливных элементов позволяет получить интегральную функцию распределения энтальпии и адиабатической температуры по длине факела. Задача решена относительно гомогенного диффузионного газообразного факела при различных числах диффузионной массивности и гомохронности и ламинарном режиме движения компонентов горения. Для обобщения решения на каналы канонических форм предложены соответствующие зависимости; определены рамки изменения массообменного числа Био и сходимость суммы ряда при регуляризации решений уравнения поверхности горения по методике Бурке – Шумана. Предложено объяснение S-образной формы температурной кривой, наблюдаемой при сжигании практически всех топлив в установках различных типов и связь ее с интегральной функцией распределения топливных объемов.


Ключевые слова


факел; теория вероятности; распределение фракций; интегральная функция; энтальпия; адиабатическая температура

Полный текст:

PDF

Литература


Williams, Forman A. Combustion Theory (Combustion Science and Engineering). USA, Westview Press Publ., 2017. 704 p.

Spalding, D. Brian. Combustion and Mass Transfer (A Textbook with Multiple-Choice Exercises for Engineering Students). Elsevier Science Publ., 2013. 408 p.

Zeldovich Ya.B., Barenblatt G.I., Librovich V.B., Makhviladze G.M. Matematicheskaya teoriya goreniya i vzryiva [Mathematical Theory of Combustion and Explosion]. Moscow, Nauka Publ., 1980. 478 p.

Lisienko V.G., Lobanov V.I., Kitaev B.I. Teplofizika metallurgicheskih processov [Thermophysics of Me¬tallurgical Processes]. Moscow, Metallurgy Publ., 1982. 240 p.

Lisienko V.G., Volkov V.V., Goncharov A.L. Matematicheskoe modelirovanie teploobmena v pechah i agregatah [Mathematical Modeling of Heat Transfer in Furnaces and Aggregates]. Kiev, Scientific thought Publ., 1984. 232 p.

Lisienko V.G., Shchelokov Ya.M., Ladygichev M.G. Hrestomatiya ehnergosberezheniya. V 2 knigah. Kniga 2: spravochnik. [Thermophysics of Metallurgical Processes]. Moscow, Heat Engineering Publ., 2005. 768 p.

ANSYS. Available at: http://www.ansys.com/products (accessed: 16.02.2017).

Spalding, D. Brian. Vychislitel'naya gidrodinamika (CFD): proshloe, nastoyashchee i budushchee. Problemy gazodinamiki i teploobmena v ehnergeticheskih ustanovkah. V 2 tomah. Tom 1. [Computational Fluid Dynamics (CFD): Past, Present and Future. Problems of Gas Dynamics and Heat Transfer in Power Plants. In 2 Volumes. Volume 1]. Moscow, Publishing house MPEI Publ., 2007, pp. 9–13.

Corn G., Corn Т. Spravochnik po matematike dlya nauchnyh rabotnikov i inzhenerov: opredeleniya, teoremy, formuly. [Reference Book of Mathematics for Scientists and Engineers]. Moscow, Science Publ., 1984. 832 р.

Pomerancev V.V., Aref'ev K.M., Ahmedov D.B. i dr. Osnovy prakticheskoj teorii goreniya [Basics of

the Practical Theory of Combustion]. Leningrad, Energoatomizdat Publ., 1986. 312 р.

Toropov E.V., Osintsev K.V. Adaptation of Differential Equation of the Energy to Conditions of Furnace Processes in the Boiler Units. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2015, vol. 15, no. 1, pp. 5–10. (in Russ.) DOI: 10.14529/power150101

Toropov E.V., Osintsev K.V. Mathematical Model of Generalized Heat Transfer Inside Boiler Unit Furnace – Heat Exchange Paradigm. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 5–12. (in Russ.) DOI: 10.14529/power170101

Toropov E.V., Osintsev K.V. The Concept of the Flame Continuum for Zone of Intense Burning of Boiler Unit. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2015, vol. 15, no. 3, pp. 5–10.

(in Russ.) DOI: 10.14529/power150301

Toropov E.V., Osintsev K.V. Mathematical Model of Heat Transfer into the Intensive Burning Zone of Steam Generator. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2015, vol. 15, no. 4,

pp. 19–25. (in Russ.) DOI: 10.14529/power150403

Buckmaster J., Chen M., Jackson T.L., Massa L. Numerical Modeling of Three-dimensional Heterogeneous Propellant Combustion. 40th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, United States, 2002. DOI: 10.2514/6.2002-780

Beckstead M.W., Derr R.L., Price C.F. Model of Composite Solid-Propellant Combustion Based on Multiple Flames. AIAA Journal, 1970, vol. 8, no. 12 (1970), pp. 2200–2207. DOI: 10.2514/3.6087

Jackson, T.L. and Buckmaster, J. Heterogeneous Propellant Combustion. AIAA Journal, 2002, vol. 40,

no. 6, pp. 1122–1130.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power170303

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.